[發明專利]一種模擬波浪荷載的鋼管樁水平循環實驗裝置

在審

• 申請號: 201710113179.5
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN107059952A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 張鴻;關欣;居炎飛;張陽;謝鋒;王凱默
• 申請（專利權）人: 中交武漢港灣工程設計研究院有限公司;武漢港灣工程質量檢測有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 俞鴻

1.一種模擬波浪荷載的鋼管樁水平循環實驗裝置，其特征在于：包括插打在鋼管樁施工水域附近的陸地上的試樁(1)和反力樁(2)，兩根鋼管樁位于土體之上的樁身之間設置有對兩根鋼管樁施加水平荷載的施力裝置；所述的試樁(1)的樁身上安裝有位移傳感裝置和壓力傳感裝置；所述的位移傳感裝置包括基準梁(6)；所述的基準梁(6)上設置有多個位移傳感器(7)，多個位移傳感器(7)沿豎直方向相對間隔布置于試樁(1)相對于千斤頂(3)一側的管壁上，多個位移傳感器(7)中至少有一個位移傳感器(7)與施力裝置對試樁(1)的施力點處于同一水平面。

2.如權利要求要求1所述的一種模擬波浪荷載的鋼管樁水平循環實驗裝置，其特征在于：所述的多個位移傳感器(7)中至少有一個位移傳感器(7)與泥面平行、至少有一個位移傳感器(7)與施力裝置對試樁(1)的施力點處于同一水平面、至少有一個位移傳感器(7)位于施力裝置對試樁(1)的施力點的正上方。

3.如權利要求要求1所述的一種模擬波浪荷載的鋼管樁水平循環實驗裝置，其特征在于：所述的施力裝置包括千斤頂(3)、傳力柱(4)和支座(5)；所述的傳力柱(4)為沿水平方向布置的工字鋼，傳力柱(4)一端固定在反力樁(2)位于土體上方的樁身外側管壁上；所述的千斤頂(3)的殼體固定在傳力柱(4)的另一端，千斤頂(4)的頂推端沿水平方向固定在試樁(1)位于土體上方的樁身外側管壁上；所述的支座(5)位于試樁(1)和千斤頂(3)之間，支座(5)朝向試樁(1)的一側設置有貼合試樁管壁的圓弧形端面，支座(5)另一側固定在千斤頂(3)的頂推端上。

4.如權利要求要求1所述的一種模擬波浪荷載的鋼管樁水平循環實驗裝置，其特征在于：所述的壓力傳感裝置包括位于試樁(1)深入到土體內部的樁身外側管壁上的一組土壓力傳感器組，土壓力傳感器組位于試樁(1)上施力裝置對試樁(1)的作用力的相對一側，土壓力傳感器組包括多個沿豎直方向間隔布置的土壓力傳感器(8)。

5.如權利要求要求1所述的一種模擬波浪荷載的鋼管樁水平循環實驗裝置，其特征在于：所述的壓力傳感裝置包括位于試樁(1)內側管壁上的兩組樁身傳感器組，兩組樁身傳感器分置于試樁(1)的直徑的兩側，兩組壓力傳感器組的水平連線與施力裝置的施力方向重合，每組樁身傳感器組包括多個沿豎直方向間隔布置的樁身傳感器(9)。

6.如權利要求要求1所述的一種模擬波浪荷載的鋼管樁水平循環實驗裝置，其特征在于：所述的試樁(1)位于土體內的樁身內側管壁上焊接有起保護作用的角鋼(10)；所述的角鋼(10)為沿豎直方向布置的三角形角鋼，角鋼(10)的尖銳端部朝向試樁(1)的軸向；所述的樁身傳感器組位于角鋼(10)與管壁之間的空腔內。

7.一種應用如權利要求1所述的實驗裝置進行模擬鋼管樁水平循環波浪荷載的實驗方法，用于通過對試樁施加水平荷載并實時監測，研究試樁在水平荷載作用下的工作特性、承載力弱化情況及對周邊土體的影響范圍，其特征在于：在實際鋼管樁施工水域附近的陸地上插打試樁(1)和反力樁(2)，在兩根試樁之間安裝對兩根試樁施加水平荷載的施力裝置，對試樁(1)沿施力方向的位移和受力情況進行實時監測，對監測數據進行數據分析。

8.如權利要求7所述的實驗方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)、在試樁(1)的管壁外側安裝土壓力傳感器(8)、在其管壁內側安裝樁身傳感器(9)，在樁身傳感器(9)的外側焊接保護角鋼(10)；

2)、在實際鋼管樁施工水域附近的陸地上插打試樁(1)和反力樁(2)，兩根試樁間隔布置；

3)、根據該水域近兩年的波浪高度情況計算模擬實驗需要對試樁(1)施加作用力的大小和對試樁(1)施加作用力的位置，依照施加作用力位置的計算結果在兩根試樁之間安裝水平千斤頂(3)，將千斤頂(3)一端通過支座(5)固定在試樁(1)的外側管壁上，另一端沿水平方向通過傳力柱(4)固定在反力樁(2)上；

4)、在試樁(1)相對于反力樁(2)的一側安裝位移傳感器(7)，然后驅動千斤頂(3)依照施加作用力大小的計算結果對兩根試樁施加沿水平方向的荷載；

5)、通過位移傳感器(7)和壓力傳感器監測試樁(1)的位移變化和受力情況，對獲得的數據進行分析。